2025年食品加工機(jī)械與設(shè)備模擬習(xí)題含答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種設(shè)備屬于分選機(jī)械？A.離心篩B.斬拌機(jī)C.板式換熱器D.噴霧干燥塔答案：A解析：分選機(jī)械用于分離物料中的雜質(zhì)或按物理特性分級(jí)，離心篩通過離心力實(shí)現(xiàn)固液或不同粒度物料的分離；斬拌機(jī)屬于混合機(jī)械，板式換熱器是熱交換設(shè)備，噴霧干燥塔是干燥設(shè)備。2.斗式提升機(jī)中，適用于輸送潮濕、易結(jié)塊物料的料斗類型是？A.深斗B.淺斗C.三角斗D.鱗斗答案：D解析：鱗斗（或稱導(dǎo)槽斗）的斗口呈傾斜狀，斗背有導(dǎo)向邊，適用于輸送潮濕、易結(jié)塊、流動(dòng)性差的物料；深斗和淺斗適用于干燥、流動(dòng)性好的物料，三角斗多用于小顆?；蚍勰?。3.超高溫瞬時(shí)殺菌（UHT）的典型工藝條件是？A.100℃/30minB.121℃/15sC.135-150℃/0.5-4sD.85℃/15min答案：C解析：UHT殺菌要求在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到商業(yè)無菌，溫度通常為135-150℃，時(shí)間0.5-4秒，既能殺滅微生物又能最大限度保留營養(yǎng)。4.下列設(shè)備中，不屬于擠壓加工機(jī)械的是？A.單螺桿膨化機(jī)B.雙螺桿造粒機(jī)C.行星螺桿擠出機(jī)D.膠體磨答案：D解析：膠體磨通過固定磨和旋轉(zhuǎn)磨的間隙對(duì)物料進(jìn)行剪切、研磨，屬于粉碎機(jī)械；擠壓加工機(jī)械利用螺桿推進(jìn)物料并通過模頭成型，如膨化機(jī)、造粒機(jī)等。5.真空干燥設(shè)備中，用于降低物料表面水分汽化溫度的關(guān)鍵條件是？A.提高加熱溫度B.降低系統(tǒng)壓力C.增加物料厚度D.加快空氣流速答案：B解析：真空干燥通過降低環(huán)境壓力，使水的沸點(diǎn)降低（如真空度90kPa時(shí)，水沸點(diǎn)約45℃），從而在低溫下實(shí)現(xiàn)快速干燥，減少熱敏性物質(zhì)損失。6.斬拌機(jī)的核心功能是？A.破碎大顆粒物料B.使肉糜與輔料充分混合并形成乳化結(jié)構(gòu)C.對(duì)物料進(jìn)行高壓均質(zhì)D.實(shí)現(xiàn)連續(xù)式殺菌答案：B解析：斬拌機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)的斬刀（轉(zhuǎn)速2000-4000r/min）將肉料切碎，同時(shí)與鹽、水、脂肪等輔料混合，通過機(jī)械剪切作用破壞肌肉纖維，釋放肌漿蛋白形成穩(wěn)定的乳化體系。7.下列哪項(xiàng)不是板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)？A.傳熱效率高（K值3000-7000W/(m2·K)）B.結(jié)構(gòu)緊湊（單位體積傳熱面積大）C.適用于高粘度物料D.清洗方便答案：C解析：板式換熱器的流道間隙小（通常2-6mm），高粘度物料（如番茄醬）流動(dòng)阻力大，易堵塞，更適合用管式或刮板式換熱器。8.噴霧干燥中，決定霧滴大小和干燥效率的關(guān)鍵部件是？A.熱風(fēng)分配器B.霧化器C.旋風(fēng)分離器D.料液泵答案：B解析：霧化器將料液分散為直徑10-200μm的霧滴（表面積增加1000-10000倍），常用壓力式、離心式、氣流式霧化器，霧滴大小直接影響干燥時(shí)間和產(chǎn)品粒度。9.下列粉碎設(shè)備中，適用于脆性物料超細(xì)粉碎（粒度＜10μm）的是？A.錘片式粉碎機(jī)B.球磨機(jī)C.膠體磨D.氣流粉碎機(jī)答案：D解析：氣流粉碎機(jī)利用高速氣流（300-500m/s）使顆粒碰撞、摩擦粉碎，可獲得超細(xì)粉體（1-5μm），適合熱敏性、脆性物料；球磨機(jī)一般得到5-100μm，膠體磨為1-20μm但需液態(tài)物料。10.用于果蔬清洗的鼓風(fēng)式清洗機(jī)，其主要清洗機(jī)理是？A.高壓水流沖擊B.氣泡破裂產(chǎn)生的振動(dòng)C.毛刷摩擦D.超聲波空化效應(yīng)答案：B解析：鼓風(fēng)式清洗機(jī)通過底部曝氣裝置產(chǎn)生大量氣泡，氣泡在上升過程中破裂，對(duì)物料表面產(chǎn)生振動(dòng)和擦洗作用，配合水流實(shí)現(xiàn)清洗，適用于表面易損的果蔬（如草莓）。二、填空題（每空1分，共20分）1.帶式輸送機(jī)的主要部件包括輸送帶、（驅(qū)動(dòng)裝置）、（張緊裝置）、托輥和機(jī)架。2.高壓均質(zhì)機(jī)的核心部件是（均質(zhì)閥），其工作原理是物料在（高壓）作用下通過狹窄間隙時(shí)，因（剪切）、（空穴）和（撞擊）效應(yīng)實(shí)現(xiàn)細(xì)化。3.隧道式干燥機(jī)按物料移動(dòng)方向與熱空氣流動(dòng)方向可分為（順流）、（逆流）和（混流）三種形式，其中（逆流）干燥時(shí)物料終水分更低。4.殺菌設(shè)備中，（巴士德殺菌機(jī)）適用于牛奶的低溫長時(shí)殺菌（63℃/30min），而（超高溫殺菌機(jī)）可實(shí)現(xiàn)135℃以上的瞬時(shí)殺菌。5.螺旋輸送機(jī)的輸送能力計(jì)算公式為Q=47D2Snρψ，其中D為（螺旋直徑），S為（螺距），n為（轉(zhuǎn)速），ρ為（物料密度），ψ為（填充系數(shù)）。6.冷凍干燥的關(guān)鍵步驟包括（預(yù)凍）、（升華干燥）和（解析干燥），其中升華階段需控制（溫度）和（壓力）以避免物料塌陷。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述盤式削片機(jī)的工作過程及主要參數(shù)對(duì)切片質(zhì)量的影響。答案：盤式削片機(jī)主要由刀盤、飛刀、底刀和進(jìn)料裝置組成。工作時(shí)，木段由進(jìn)料口送入，被刀盤上的飛刀（2-8把）切割，底刀與飛刀形成剪切間隙（0.5-2mm）。切片厚度由刀盤轉(zhuǎn)速和進(jìn)料速度決定（h=v進(jìn)/n刀×z，v進(jìn)為進(jìn)料速度，n刀為刀盤轉(zhuǎn)速，z為飛刀數(shù)）。關(guān)鍵參數(shù)：①刀盤轉(zhuǎn)速：過高易導(dǎo)致切片過薄或碎料增加；②進(jìn)料速度：過快會(huì)使切片過厚，甚至堵塞；③刀間距：過大導(dǎo)致切片厚度不均，過小增加能耗；④飛刀角度（通常30-45°）：影響切削阻力和切片完整性。2.雙螺桿擠壓機(jī)相比單螺桿擠壓機(jī)有哪些優(yōu)勢？答案：①物料輸送更穩(wěn)定：雙螺桿的嚙合結(jié)構(gòu)（同向或異向）可避免單螺桿的“打滑”現(xiàn)象，尤其適合高粘度、低流動(dòng)性物料（如面團(tuán)）；②混合效果更好：螺桿元件（輸送、捏合、反向）組合靈活，可實(shí)現(xiàn)物料的剪切、混合、塑化一體化；③自清潔能力：嚙合區(qū)螺桿相互刮擦，減少物料滯留，適合易結(jié)焦或粘性物料；④溫度控制精確：多段加熱/冷卻系統(tǒng)配合螺桿輸送，避免局部過熱；⑤適應(yīng)性廣：可加工谷物、蛋白、淀粉等多種原料，用于膨化食品、飼料、降解材料等領(lǐng)域。3.真空濃縮設(shè)備中，為什么需要配置捕集器和真空泵？答案：捕集器（又稱除沫器）的作用是分離二次蒸汽中夾帶的液滴（防止物料損失和污染冷凝液），常用離心式、絲網(wǎng)式或沖擊式結(jié)構(gòu)。真空泵用于維持系統(tǒng)真空度（一般濃縮果汁真空度為85-95kPa），排除不凝性氣體（如溶解在料液中的空氣），確保蒸發(fā)溫度低于常壓沸點(diǎn)（如50-70℃），減少熱敏性成分（如果膠、維生素）的破壞。若真空度不足，蒸發(fā)溫度升高，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品色澤加深、營養(yǎng)損失增加。4.簡述滾筒干燥機(jī)的工作原理及適用物料。答案：滾筒干燥機(jī)通過表面光滑的加熱滾筒（直徑0.5-1.5m，轉(zhuǎn)速2-10r/min）與料液接觸，料液在滾筒表面形成薄膜（厚度0.3-1.5mm），通過滾筒內(nèi)部的蒸汽（壓力0.2-0.8MPa，溫度120-160℃）加熱，水分蒸發(fā)后由刮刀刮下得到片狀或粉狀產(chǎn)品。適用物料：①液態(tài)或漿狀物料（如奶粉、淀粉漿、番茄醬）；②熱敏性但允許較高溫度短時(shí)間處理的物料（干燥時(shí)間5-30秒）；③需要形成特定形態(tài)的物料（如速溶咖啡的片狀結(jié)構(gòu)）。5.比較板式殺菌機(jī)和管式殺菌機(jī)在乳制品殺菌中的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)對(duì)比：板式殺菌機(jī)：①傳熱效率高（K=3000-7000W/(m2·K)），節(jié)能；②結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。虎郯迤刹鹣?，維護(hù)方便；④溫度控制精確（±1℃），適合巴氏殺菌（72-75℃/15s）。管式殺菌機(jī)：①流道直徑大（12-50mm），適合高粘度（如含顆粒的酸奶）或易結(jié)垢物料；②無密封墊（全焊接結(jié)構(gòu)），避免泄漏風(fēng)險(xiǎn)；③耐高壓（可達(dá)10MPa），適合超高溫殺菌（135-150℃）時(shí)的高壓環(huán)境。缺點(diǎn)對(duì)比：板式殺菌機(jī)：①密封墊易老化（需定期更換）；②流道窄（2-6mm），不適合含大顆粒（＞2mm）物料；③最高使用溫度受限（通常＜150℃）。管式殺菌機(jī)：①傳熱效率較低（K=1000-3000W/(m2·K)），能耗較高；②清洗需CIP系統(tǒng)循環(huán)，不如板式直接拆卸方便；③設(shè)備成本較高。四、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.某果汁廠采用高壓均質(zhì)機(jī)處理濃縮果汁（密度1100kg/m3），均質(zhì)壓力為30MPa，均質(zhì)閥間隙為0.2mm，流量為0.5m3/h。計(jì)算物料通過均質(zhì)閥時(shí)的流速及雷諾數(shù)（果汁粘度0.005Pa·s）。解：①流速計(jì)算：流量Q=0.5m3/h=0.5/3600≈1.389×10??m3/s均質(zhì)閥流通面積A=πd2/4（d為間隙直徑，假設(shè)閥為圓形，d=0.2mm=0.0002m）A=3.14×(0.0002)2/4≈3.14×4×10??/4≈3.14×10??m2流速v=Q/A=1.389×10??/3.14×10??≈4423.5m/s（注：實(shí)際中均質(zhì)閥多為環(huán)形間隙，d為縫隙寬度，假設(shè)閥座直徑D=0.01m，則環(huán)形面積A=πD×δ=3.14×0.01×0.0002=6.28×10??m2，此時(shí)v=1.389×10??/6.28×10??≈22.1m/s，更符合實(shí)際）②雷諾數(shù)Re=ρvd/μ取實(shí)際流速v=22.1m/s，d=0.0002m（縫隙寬度），ρ=1100kg/m3，μ=0.005Pa·sRe=1100×22.1×0.0002/0.005≈(1100×22.1×0.0002)/0.005≈(4.862)/0.005≈972.4結(jié)論：雷諾數(shù)約為972，屬于湍流（Re＞4000為湍流，此處可能因間隙計(jì)算方式不同有差異，實(shí)際均質(zhì)過程多為湍流）。2.某食品廠用流化床干燥機(jī)干燥顆粒狀物料，初始濕基含水量為25%（w.b.），終濕基含水量為5%（w.b.），處理量為1000kg/h（干基）。已知干燥介質(zhì)入口溫度為120℃，出口溫度為80℃，物料入口溫度為20℃，出口溫度為60℃，干燥機(jī)熱損失為5000kJ/h。計(jì)算所需空氣流量（空氣比熱容取1.0kJ/(kg·℃)，物料比熱容取2.0kJ/(kg·℃)）。解：①干物料質(zhì)量流量G=1000kg/h（干基）初始濕基含水量w1=25%，則初始濕物料中干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=1-0.25=0.75，初始濕物料總質(zhì)量=1000/0.75≈1333.33kg/h，初始水分質(zhì)量=1333.33-1000=333.33kg/h終濕基含水量w2=5%，終濕物料中干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=0.95，終濕物料總質(zhì)量=1000/0.95≈1052.63kg/h，終水分質(zhì)量=1052.63-1000=52.63kg/h蒸發(fā)水分量W=333.33-52.63≈280.7kg/h②熱量平衡：空氣提供的熱量=物料升溫吸熱+水分蒸發(fā)吸熱+熱損失物料升溫吸熱Q1=G×c_m×(θ2-θ1)=1000×2.0×(60-20)=80000kJ/h水分蒸發(fā)吸熱Q2=W×r（r為水的汽化潛熱，80℃時(shí)r≈2307kJ/kg）Q2=280.7×2307≈647,500kJ/h熱損失Q3=5000kJ/h總需熱量Q=Q1+Q2+Q3=80000+647500+5000=732,500kJ/h③空氣提供的熱量由溫度降低產(chǎn)生：Q=V×c_a×(t1-t2)，V為空氣流量（kg/h），c_a=1.0kJ/(kg·℃)t1=120℃，t2=80℃，Δt=40℃V=Q/(c_a×Δt)=732500/(1.0×40)=18,312.5kg/h結(jié)論：所需空氣流量約為18,313kg/h（保留整數(shù)）。五、綜合分析題（14分）某企業(yè)擬建設(shè)一條年產(chǎn)5000噸的速溶豆粉生產(chǎn)線，原料為大豆（初始水分12%，w.b.），需經(jīng)過清理→浸泡→磨漿→煮漿→均質(zhì)→噴霧干燥→包裝等工序。請(qǐng)分析各關(guān)鍵工序的設(shè)備選型及注意事項(xiàng)。答案：1.清理工序：設(shè)備選型：振動(dòng)篩（去除大雜質(zhì)）+磁選機(jī)（除鐵）+去石機(jī)（除砂石）。注意事項(xiàng)：振動(dòng)篩篩孔尺寸需根據(jù)大豆粒徑（約5-8mm）選擇（如6mm圓孔篩），磁選機(jī)磁場強(qiáng)度≥0.15T，去石機(jī)需調(diào)節(jié)風(fēng)量避免大豆被吹走（風(fēng)速約12-15m/s）。2.浸泡工序：設(shè)備選型：不銹鋼浸泡罐（帶攪拌和溫控）。注意事項(xiàng)：浸泡水需軟化（避免鈣鎂離子影響蛋白提?。疁乜刂?0-30℃（低溫防止酸?。瑫r(shí)間6-12h（至大豆吸水率達(dá)100-120%，豆瓣易捏碎），需定期換水（保持pH中性）。3.磨漿工序：設(shè)備選型：砂輪磨或膠體磨。注意事項(xiàng)：砂輪磨間隙0.1-0.3mm（避免過細(xì)影響分離），膠體磨需調(diào)節(jié)動(dòng)定磨盤間隙（0.05-0.2mm），磨漿時(shí)需加溫水（50-60℃）提高出漿率（大豆蛋白溶解度隨溫度升高增加），漿渣分離用離心篩（篩網(wǎng)80-100目）。4.煮漿工序：設(shè)備選型：連續(xù)式蒸汽噴射煮漿機(jī)（避免蛋白質(zhì)過度變性）。注意事項(xiàng)：煮漿溫度100-105℃（破壞胰蛋白酶抑制劑），時(shí)間3-5min（過度加熱導(dǎo)致褐變），需真空脫臭（去除豆腥味物質(zhì)如正己醛），真空度85-90kPa。5.均質(zhì)工序：設(shè)備選型：高壓均質(zhì)機(jī)（兩段均質(zhì)，一段20-25MPa，二段5-10MPa）。注意事項(xiàng)：均質(zhì)溫度60-70℃（降低粘度，提高均質(zhì)效果），物料需先過濾（去除＞0.1mm顆粒）防止均質(zhì)閥堵塞，均質(zhì)后乳液粒徑應(yīng)＜2μm（保證沖調(diào)性）。6.噴霧干燥工序：設(shè)備選型：離心式噴霧干燥機(jī)（處理量5000L/h，霧化器轉(zhuǎn)速15000-25000r/min）。注意事項(xiàng)：進(jìn)料濃度35-40%（固形物），進(jìn)風(fēng)溫度180-200℃，